/ domingo 8 de abril de 2018

NASA planea explorar Marte con abejas robóticas

La NASA contempla reforzar la exploración de Marte con una base móvil para un enjambre de abejas robóticas equipadas con sensores y comunicación inalámbrica.

El diseño propuesto por la Universidad de Alabama Huntsville consiste en dispositivos denominados 'Marsbee' (abejas marcianas) que vuelan aleteando como un abejorro con alas del tamaño de una cigarra. La innovación técnica clave incluye el uso de alas que cumplen con los insectos para mejorar la aerodinámica y un diseño de baja potencia.

Según el diseño, se lograrán altos coeficientes de sustentación logrando adecuadamente la similitud dinámica entre el régimen de vuelo de insectos bioinspirados y el ambiente de Marte.


"Nuestros resultados numéricos preliminares sugieren que un abejorro con alas de cigarra puede generar suficiente sustentación para flotar en la atmósfera marciana. Además, la potencia requerida por los 'Marsbee' se reducirá sustancialmente mediante la utilización de estructuras de ala controlada y un innovador mecanismo de recolección de energía. Debido a la densidad marciana ultrabaja, la energía mecánica está dominada por el poder inercial. Un resorte de torsión montado en la raíz del ala pemitirá almacenar temporalmente energía que de lo contrario se desperdicia y reducir la potencia de inercia global en resonancia. Mientras que los conceptos de alas giratorias son mucho más maduros en diseño y control, estas dos innovaciones son especialmente adecuadas para vehículos de aleteo bioinspirados y proporcionan vuelo cerca del terreno marciano como un medio viable de movilidad", señala Chang-kwon Kang, integrante del proyecto en la universidad, citado por la NASA en un comunicado. .

Desde una perspectiva de ingeniería de sistemas, Marsbee ofrece muchos beneficios sobre los sistemas aeroespaciales tradicionales. El volumen más pequeño, diseñado para la configuración de la carga útil interplanetaria de la nave espacial, proporciona mucha más flexibilidad. Además, el Marsbee ofrece inherentemente más solidez ante fallos individuales del sistema. Debido a su tamaño relativamente pequeño y al pequeño volumen de espacio aéreo necesario para probar el sistema, se puede validar en una variedad de instalaciones de prueba accesibles.

El proyecto se desarrollará conjuntamente entre Estados Unidos y Japón. El equipo de la Universidad de Alabama en Huntsville modelará, analizará y optimizará numéricamente un dispositivo volante de aleteo para las condiciones atmosféricas marcianas. El equipo japonés desarrollará y probará un robot con microaleteo, diseñado y construido exclusivamente para la atmósfera de baja densidad en Marte. El Hummingbird Micro-Air Vehicle (MAV-colibrí), desarrollado por el equipo japonés, es uno de los pocos flappers robóticos en el mundo que pueden volar en la Tierra.

El objetivo de la Fase I es determinar el diseño, el movimiento y el peso del ala que pueden flotar con una potencia óptima en la condición atmosférica de Marte utilizando un modelo numérico de alta fidelidad y evaluar el MAV-colibrí en las condiciones de Marte. El rendimiento aerodinámico del colibrí MAV se evaluará en una cámara de vacío con la densidad del aire reducida a la densidad de Marte. La optimización de ingeniería de sistemas se realizará también para toda la misión. La maniobrabilidad, el rechazo de la ráfaga de viento, el despegue / aterrizaje, las implicaciones de potencia, la detección remota y la optimización de la misión se abordarán en la Fase II.

La NASA contempla reforzar la exploración de Marte con una base móvil para un enjambre de abejas robóticas equipadas con sensores y comunicación inalámbrica.

El diseño propuesto por la Universidad de Alabama Huntsville consiste en dispositivos denominados 'Marsbee' (abejas marcianas) que vuelan aleteando como un abejorro con alas del tamaño de una cigarra. La innovación técnica clave incluye el uso de alas que cumplen con los insectos para mejorar la aerodinámica y un diseño de baja potencia.

Según el diseño, se lograrán altos coeficientes de sustentación logrando adecuadamente la similitud dinámica entre el régimen de vuelo de insectos bioinspirados y el ambiente de Marte.


"Nuestros resultados numéricos preliminares sugieren que un abejorro con alas de cigarra puede generar suficiente sustentación para flotar en la atmósfera marciana. Además, la potencia requerida por los 'Marsbee' se reducirá sustancialmente mediante la utilización de estructuras de ala controlada y un innovador mecanismo de recolección de energía. Debido a la densidad marciana ultrabaja, la energía mecánica está dominada por el poder inercial. Un resorte de torsión montado en la raíz del ala pemitirá almacenar temporalmente energía que de lo contrario se desperdicia y reducir la potencia de inercia global en resonancia. Mientras que los conceptos de alas giratorias son mucho más maduros en diseño y control, estas dos innovaciones son especialmente adecuadas para vehículos de aleteo bioinspirados y proporcionan vuelo cerca del terreno marciano como un medio viable de movilidad", señala Chang-kwon Kang, integrante del proyecto en la universidad, citado por la NASA en un comunicado. .

Desde una perspectiva de ingeniería de sistemas, Marsbee ofrece muchos beneficios sobre los sistemas aeroespaciales tradicionales. El volumen más pequeño, diseñado para la configuración de la carga útil interplanetaria de la nave espacial, proporciona mucha más flexibilidad. Además, el Marsbee ofrece inherentemente más solidez ante fallos individuales del sistema. Debido a su tamaño relativamente pequeño y al pequeño volumen de espacio aéreo necesario para probar el sistema, se puede validar en una variedad de instalaciones de prueba accesibles.

El proyecto se desarrollará conjuntamente entre Estados Unidos y Japón. El equipo de la Universidad de Alabama en Huntsville modelará, analizará y optimizará numéricamente un dispositivo volante de aleteo para las condiciones atmosféricas marcianas. El equipo japonés desarrollará y probará un robot con microaleteo, diseñado y construido exclusivamente para la atmósfera de baja densidad en Marte. El Hummingbird Micro-Air Vehicle (MAV-colibrí), desarrollado por el equipo japonés, es uno de los pocos flappers robóticos en el mundo que pueden volar en la Tierra.

El objetivo de la Fase I es determinar el diseño, el movimiento y el peso del ala que pueden flotar con una potencia óptima en la condición atmosférica de Marte utilizando un modelo numérico de alta fidelidad y evaluar el MAV-colibrí en las condiciones de Marte. El rendimiento aerodinámico del colibrí MAV se evaluará en una cámara de vacío con la densidad del aire reducida a la densidad de Marte. La optimización de ingeniería de sistemas se realizará también para toda la misión. La maniobrabilidad, el rechazo de la ráfaga de viento, el despegue / aterrizaje, las implicaciones de potencia, la detección remota y la optimización de la misión se abordarán en la Fase II.

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